【題目】如圖,半徑R=0.8m的光滑圓弧軌道固定在水平地面上,O為該圓弧的圓心,軌道上方的A處有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m=1kg的小物塊,小物塊由靜止開始下落后恰好沿切線進(jìn)入圓弧軌道.此后小物塊將沿圓弧軌道下滑,已知AO連線與水平方向的夾角θ=45°,在軌道末端C點(diǎn)緊靠一質(zhì)量M=3kg的長(zhǎng)木板,木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑,小物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,g取10m/s2 . 求:
(1)小物塊剛到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(3)要使小物塊不滑出長(zhǎng)木板,木板長(zhǎng)度L至少為多少?
【答案】
(1)解:小物塊從A到C,機(jī)械能守恒,設(shè)在C點(diǎn)的速度為vC
因?yàn)?
所以
故小物塊剛到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大小為
(2)解:對(duì)小物塊,在C點(diǎn)受到重力和軌道對(duì)它的豎直向上的支持力.由牛頓第二定律得:
則
=
=50N
由牛頓第三定律得:小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小為50N,方向豎直向下.
故小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小為50N,方向豎直向下.
(3)解:對(duì)小物塊,在C點(diǎn)受到重力和軌道對(duì)它的豎直向上的支持力.由牛頓第二定律得:
則
=
=50N
由牛頓第三定律得:小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小為50N,方向豎直向下.
故小物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力的大小為50N,方向豎直向下.
設(shè)小物塊剛滑到木板右端時(shí)達(dá)到共同速度,大小為v
對(duì)系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律得:
mvc=(M+m)v
則
=
=
對(duì)小物塊,與長(zhǎng)木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:
帶人數(shù)據(jù)解得:小物塊在該過(guò)程中相對(duì)于地面所發(fā)生的位移 xm=5m
對(duì)長(zhǎng)木板,與小物塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:
帶人數(shù)據(jù)解得:長(zhǎng)木板在該過(guò)程中相對(duì)于地面所發(fā)生的位移xM=1m
長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度至少為L(zhǎng)=xm﹣xM
=5m﹣1m
=4m
答:要使小物塊不滑出長(zhǎng)木板,木板長(zhǎng)度L至少為4 m.
【解析】(1)物體下滑到c的過(guò)程中,機(jī)械能守恒,利用機(jī)械能守恒定律列式求解。
(2)物體滑到c點(diǎn)時(shí)所受的合外力,提供向心力,結(jié)合向心力公式,以及受力分析,求解即可。
(3)物化而不滑出長(zhǎng)木板代表物塊滑到長(zhǎng)木板右端時(shí),應(yīng)與長(zhǎng)木板速度相同,分析整個(gè)過(guò)程,利用動(dòng)量守恒和動(dòng)能定理列方程求解。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz.
(1)下列說(shuō)法正確的是_______
A.先釋放小車,再接通電源
B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接直流電源輸出端
C.牽引小車的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
D.在增加小車質(zhì)量的同時(shí),增大木板的傾角
(2)該同學(xué)得到一條紙帶,在紙帶上取O、A、B、C、D、E六個(gè)點(diǎn),每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出.如圖2所示,各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為OA=1.31cm、OB=4.24cm、OC=8.79cm、OD=14.86cm、OE=22.75cm,則打D點(diǎn)時(shí)小車的速度為________m/s;小車的加速度為________m/s2.(保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量為2kg的質(zhì)點(diǎn)在xy平面上做曲線運(yùn)動(dòng),在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)的初速度為3 m/s
B.質(zhì)點(diǎn)所受的合外力為3 N
C.質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直
D.2 s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為6 m/s
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組在完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中,分別用了以下 兩種方法:
(1)第一組利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
①該小組同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)操作:
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上
B.釋放紙帶后接通電源,打出一條紙帶,并更換紙帶重復(fù)若干次
C.選擇理想的紙帶,在紙帶上取若干個(gè)連續(xù)點(diǎn),分別測(cè)出這些點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離
D.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能
其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是(填選項(xiàng)前的字母).
②若所用電源的周期為T,該同學(xué)經(jīng)正確操作得到如圖2所示的紙帶,O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一點(diǎn).分別測(cè)出連續(xù)點(diǎn)A、B、C與O點(diǎn)之間的距離h1、h2、h3 , 重物質(zhì)量為m,重力加速度為g,根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知,從O點(diǎn)到B點(diǎn),重物的重力勢(shì)能的減少量等于 , 動(dòng)能的增加量等于 . (用所給的符號(hào)表示)
(2)另一組同學(xué)用如圖3所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,物體A和B系在輕質(zhì)細(xì)繩兩端跨過(guò)光滑輕質(zhì)定滑輪.讓A、B由靜止釋放(物體A質(zhì)量大于B).1、2處分別安裝光電門,用來(lái)測(cè)量物體上的遮光片通過(guò)該處的時(shí)間.
①實(shí)驗(yàn)中測(cè)量出物體A的質(zhì)量mA、物體B的質(zhì)量mB、遮光片的寬度d、光電門1、2間的距離h、遮光片通過(guò)光電門1、2的時(shí)間t1、t2 , 則可計(jì)算出遮光片經(jīng)過(guò)光電門1時(shí)速率為 .
②若實(shí)驗(yàn)滿足表達(dá)式(用①中測(cè)出物理量的符號(hào)和重力加速度g表示),則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)用圖所示裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下痕跡,重復(fù)10次;然后再把b球放在斜槽軌道末端的最右端附近靜止,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次.回答下列問題:
(1)在安裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí)斜槽的末端應(yīng)___________。
(2)小球a、b質(zhì)量、的大小關(guān)系應(yīng)滿足____,兩球的半徑應(yīng)滿足_____ (選填“>”、“<”或“=”).
(3)本實(shí)驗(yàn)中小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖所示,這時(shí)小球a、b兩球碰后的平均落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的_______點(diǎn)和_____點(diǎn)。
(4)在本實(shí)驗(yàn)中結(jié)合圖,驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是下列選項(xiàng)中的 ________ 。
A.
B.
C.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中正確的是( )
A.物體運(yùn)動(dòng)的速度越大,加速度也一定越大
B.物體的加速度越大,它的速度一定越大
C.加速度就是“增加出來(lái)的速度”
D.加速度反映速度變化的快慢,與速度、速度的變化量無(wú)關(guān)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一水平傳送帶以恒定的速度v0勻速運(yùn)動(dòng),通過(guò)傳送帶把靜止于其左端A處的工件運(yùn)送到右端B處.已知A、B之間的距離為L(zhǎng),工件與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為常數(shù),工件經(jīng)過(guò)時(shí)間t0從A處運(yùn)動(dòng)到B處,則下列關(guān)于工件的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象中,可能的是( )
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,傾角θ=30°的光滑斜面的下端與水平地面平滑連接(可認(rèn)為物體在連接處速率不變).一個(gè)質(zhì)量為m的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),從距地面h=3.2m高處由靜止沿斜面下滑.物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4,重力加速度g=10m/s2 , 求:
(1)物體沿斜面下滑的加速度a的大小;
(2)物體下滑到達(dá)斜面底端A時(shí)速度vA的大。
(3)物體在水平地面上滑行的時(shí)間t.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】水平面上有質(zhì)量相等的a、b兩物體,水平推力F1、F2分別作用在a、b上.各作用一段時(shí)間后撤去推力,物體將繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后停下來(lái).撤去推力時(shí)兩物體速度相等,它們運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象如圖所示,圖中AB∥CD,整個(gè)過(guò)程中( 。
A. 水平推力F1、F2的大小相等
B. a、b與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等
C. a的平均速度大于b的平均速度
D. 水平推力F1、F2所做的功可能相等
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